面铣实现高表面光洁度

在金属加工行业中，确保高品位的表面光洁度一直是切削刀具开发的主要方向之一。对于可转位面铣刀也是如此。 尽管铣削表面的高表面质量有了显著提高，但刀具设计师仍然认为，可用的资源尚未耗尽，上一代先进铣刀的智能应用可以大大改善表面纹理。

在考虑可转位铣刀时，决定生成表面质量的关键因素是刀具的几何形状和精度。这两个特性主要与刀具携带的刀片有关。

粉末冶金加工使生产具有复杂形状的硬质合金刀片成为可能，确保了最佳的切削几何形状，同时保持了作为烧结刀片的刀片精度的显着提高。毫不奇怪，这种技术进步显著改善了面铣的表面光洁度。然而，当可转位铣刀成功应用于加工高强度材料时，制造商开始注意到硬铣作为磨削的替代方法，金属加工行业开始要求通过铣削提供更高的表面光洁度等级。

可转位面铣刀是一种多齿刀具。更多的牙齿=更高的生产力。这是切割机的一个不可否认的优势。但是，就表面纹理而言，大量的牙齿可能是一个问题。牙齿突出的细微差别会导致牙齿的不规则进给，并导致颤振，最终影响表面光洁度。

很明显，通过磨削可以大大提高刀片精度。此外，磨削提供了锋利的切削刃，这对于保持切削作用和防止金属的塑性变形非常重要，因为在精细铣削中，精细铣削的切削深度较浅。要确保获得高精度的切削刃，就需要对刀片的顶部和侧面进行磨削。这可能会抵消粉末冶金在生成复杂表面以沿切削刃提供所需的前角和间隙角方面的优势。为了避免这种不利影响，刀具工程师在设计用于精细磨削的刀片时应该非常足智多谋。 关于齿精度损失的一个重要因素是刀具中的刀片型腔具有其自身的尺寸和形状公差。因此，即使对于理想情况下精度高的嵌件，牙齿突出也会有所不同。当然，变化在可接受的范围内，尽管与研磨相比，它不能确保更精细的表面光洁度。克服这个问题的一种方法是使用仅带有一个刀片的飞刀。成功用于各种铣削应用的飞刀有助于实现平滑干净的切割，提供出色的表面纹理参数。但话又说回来，在这种情况下，生产率远低于多齿可转位面铣刀。

如何解决困难的情况，并在表面质量和生产率之间找到可接受的平衡？切削工具制造商已经开发出不同的方法来回答。 带有特殊形状的次要切削刃的集成式修光刃是各种铣削刀片的经典元素。它的宽度应大于每转的进给量。尽管被召唤平坦的次要边缘有时具有复杂的几何形状，以补偿磨损发展的负面影响。当刀片安装在刀具上时，修光刃平面与加工表面平行。因此，表面将由刀具最突出的刀片形成。在刀片设计中引入刮水器平面是提高表面光洁度的有效方法。即使在今天，粗铣刀片也可能有一个集成的刮刀。

伊斯卡的DOVEIQMILL系列面铣刀带有双面刀片和宽刮水器平面。这些刀具用于表面粗糙度的粗铣和半粗铣削，通常具有半精加工到精加工的刀路。DOVEIQMILL铣刀成功地实现了设计师的期望 - 在各种工艺中采用该铣刀导致取消了精铣操作。在铣削钢和铸铁时，刀具的粗糙度 Ra 高达 0.4 μm （16 μin）。
在大直径面铣刀和细齿铣刀中增加齿数决定了集成修光刃宽度的适当增长，由于设计和尺寸限制，修光刃宽度具有自然限制。在这种情况下，可以使用专门设计的刮水器插件（或用于大型工具的两个刀片）来实现高表面光洁度，从而使刮水器平面比标准刮水器平面宽得多。该插件安装在同一个凹槽中，但相对于标准插件在轴向上突出十分之几毫米（百分之一英寸）。

通过使用可调节铣刀，可以获得非常好的结果，这些铣刀利用不同的机构在非常严格的限制（只有几微米）内调整刀片切削刃的位置。但是，切削工具的有益可调节性也有另一面。这是蜘蛛工作，需要时间。

理想的解决方案看起来像一种工具，在安装刀片后，无需调整即可实现高表面质量等级。这就是为什么提高精度和先进的几何形状仍然是更新用于精加工面铣的可转位刀具的主流。

同时，切削工具制造商提供独特的解决方案，以其独创性吸引人们的注意。一个例子是 ISCAR 的 TANGFIN 系列铣刀，带有切向夹紧刀片和宽大的集成刮水器平面。刀片被放置在TANGFIN刀具中，在径向和轴向上都逐渐位移，因此，每个刀片都切割了加工材料的一小部分，从而提供了超精细的表面光洁度，粗糙度Ra高达0.1 μm （4 μin）。

为了确保铣削相对较小的面（主要以肩部为边界）的高表面质量，ISCAR为其MULTI-MASTER和T-FACE系列开发了直径范围为12-50 mm（.472-2.000英寸）的专用可更换整体硬质合金刀头。与具有相同直径的可转位刀片的铣刀相比，刀头经过完全研磨，精度高，有助于获得锋利的切削刃，并且能够产生更多的齿数。这些功能相结合，保证了高性能的精铣。

由于积极引入用于精密工件生产和 3D 打印的技术，加工余量减少的趋势使得 o通过面铣获得高表面光洁度尤为重要。工具制造商能否找到一种及时、简单、有效的答案来满足制造业的新需求？不久的将来会证明一切。